电工学(下册第七版)电子技术模拟部分

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（a. 电子电流、b.空穴电流）
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14.2 PN结及单向导电特性
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电子信号
信号的波形： V t
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电子信号
信号的数学表达式： v(t)=Vmsin(ωt+θ) V T=2π/ ω=1/f
Vm
ω/θ
2π/ ω
t
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电子信号
信号的频谱：信号幅值随频率变化的分布。 V
方波波形 t V
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14.1.2 N型半导体和 P 型半导体
在本征半导体中掺入微量的杂质（某种元素）, 形成杂质半导体。在常温下即可
Si Si
p+ Si
Si
变为自由电子掺入五价元素掺杂后自由电子数目多余大量增加，自由电子导电电成为这种半导体的主要导子电方式，称为电子半导体或N型半导体。在N 型半导体中自由电子是多数载流子，空穴是少数载流子。
电子技术基础
模拟部分14~19章
数字部分20~23章
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1
绪
论
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电子信号
信号：信息的载体，随时间变化的某种物理量。
对于信号我们并不陌生，如刚才铃声——声信号，表示该上课了；十字路口红绿灯——光信号，指挥交通；电视机天线接收的声音，图像信息——电信号；信号按物理属性分为：电信号和非电信号。它们可以相互转换。电信号容易产生，便于控制，易于处理。本课程仅讨论电信号——简称“信号”。电信号的基本形式：随时间变化的电压或电流。描述信号的常用方法：（1）表示为时间的函数（2）信号的图形表示--波形
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第14章半导体器件
本章要求： 1. 理解PN结的单向导电性，三极管的电流分配和电流放大作用；
2. 了解二极管、稳压管和三极管的基本构造、工
作原理和特性曲线，理解主要参数的意义；
3. 会分析含有二极管的电路。
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对于元器件，重点放在特性、参数、技术指标和正确使用方法，不要过分追究其内部机理。讨论器件的目的在于应用。学会用工程观点分析问题，就是根据实际情况，对器件的数学模型和电路的工作条件进行合理的近似，以便用简便的分析方法获得具有实际意义的结果。对电路进行分析计算时，只要能满足技术指标，就不要过分追究精确的数值。器件是非线性的、特性有分散性、RC 的值有误差、工程上允许一定的误差、采用合理估算的方法。
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当半导体两端加上外电压时，在半导体中将出现两部分电流 (1)自由电子作定向运动电子电流 (2)价电子递补空穴空穴电流自由电子和空穴都称为载流子。 * 自由电子和空穴成对地产生的同时，又不断复合。在一定温度下，载流子的产生和复合达到动态平衡，半导体中载流子便维持一定的数目。注意： (1) 本征半导体中载流子数目极少, 其导电性能很差，在半导体中，同时存在电子导电和空穴导电，这是与金属导电的本质区别； (2) 温度愈高，载流子的数目愈多,半导体的导电性能也就愈好。所以，温度对半导体器件性能影响很大。
方波频谱 f0 3f0 5f0 f
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电子信号
信号的频谱：信号幅值随频率变化的分布。方波波形
信号幅度
0
t
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电子信号
信号按时间和幅度是否连续分为：
模拟信号：时间和数值都连续数字信号：时间和数值不一定连续 V
t
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电子信号
信号按时间和幅度是否连续分为：
模拟信号：时间和数值都连续数字信号：时间和数值不一定连续 V t
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14.1 半导体的导电特性
14.2 PN结及其单向导电性
14.3 二极管 14.4 稳压二极管 14.5 双极型晶体管 14.6 光电器件
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14.1 半导体的导电特性wenku.baidu.com
半导体的导电特性：热敏性：当环境温度升高时，导电能力显著增强 (可做成温度敏感元件，如热敏电阻)。光敏性：当受到光照时，导电能力明显变化 (可做成各种光敏元件，如光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管等)。掺杂性：往纯净的半导体中掺入某些杂质，导电能力明显改变(可做成各种不同用途的半导体器件，如二极管、三极管和晶闸管等）。
无论N型或P型半导体都是中性的，对外不显电性。
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1. 在杂质半导体中多子的数量与 a （a. 掺杂浓度、b.温度）有关。 2. 在杂质半导体中少子的数量与 b
（a. 掺杂浓度、b.温度）有关。 3. 当温度升高时，少子的数量 c （a. 减少、b. 不变、c. 增多）。 4. 在外加电压的作用下，P 型半导体中的电流主要是 b ，N 型半导体中的电流主要是 a 。
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失去一个电子变为正离子
磷原子
14.1.2 N型半导体和 P 型半导体
Si Si
– Si B
Si
硼原子接受一个电子变为负离子
掺入三价元素空穴掺杂后空穴数目大量增加，空穴导电成为这种半导体的主要导电方式，称为空穴半导体或 P型半导体。在 P 型半导体中空穴是多数载流子，自由电子是少数载流子。
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14.1.1 本征半导体
完全纯净的、具有晶体结构的半导体，称为本征半导体。
价电子 Si Si
Si 共价健晶体中原子的排列方式
Si
硅单晶中的共价健结构
共价键中的两个电子，称为价电子。
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自由电子
本征半导体的导电机理
价电子在获得一定能量（温度升高或受光照）后，即可挣脱原子核的束缚，成 Si Si 为自由电子（带负电），同时共价键中留下一个空位， Si Si 称为空穴（带正电）。这一现象称为本征激发。空穴温度愈高，晶体中产价电子生的自由电子便愈多。在外电场的作用下，空穴吸引相邻原子的价电子来填补，而在该原子中出现一个空穴，其结果相当于空穴的运动（相当于正电荷的移动）。